KR200344729Y1 - 산소 자동판매기 작동시스템 - Google Patents

Abstract

본 고안은 판매시에 산소를 캔에 충진하거나 흡입마스크를 통해 배출하고 비상시에는 산소를 무료로 무제한 제공할 수 있는 산소 자동판매기 작동시스템에 관한 것이다. 산소는 산소발생기(1)에서 생성되어 저장탱크(2)에 저장된다. 동전을 투입하면 전자제어유니트(15)가 제1전자밸브(3)와 자동개폐기(8)를 열어 저장탱크(2)의 산소를 흡입마스크(7)를 통해 배출시키므로 산소의 직접 흡입이 가능하다. 캔은 캔저장고(12)에 있으며 동전을 투입한후 모드스위치(14)에서 캔을 선택하면 전자제어유니트(15)가 캔개폐기(11)를 작동시켜 빈 캔을 캔배출구(13)로 배출하고, 배출된 빈 캔을 캔충전기(10)에 연결하면 제2전자밸브(6)를 열어 저장탱크(2)의 산소가 캔충전기(10)에 공급되므로 캔에 산소를 충진하여 필요에 따라 흡입할 수 있다. 다만, 산소센서(17)에 의하여 자판기 주위의 산소농도가 기준치 이하임이 감지되면 동전을 투입하지 않아도 흡입마스크(7)와 캔개폐기(11) 및 캔충전기(10)를 작동시킬 수 있다.

Description

산소 자동판매기 작동시스템{Operating system of oxygen vending machine}

본 고안은 판매시에 산소를 캔에 충진하거나 흡입마스크를 통해 배출하고, 비상시에는 산소를 무료로 무제한 제공할 수 있는 산소 자동판매기 작동시스템에 관한 것이다.

종래의 산소 자동판매기 또는 판매장치로서 제안된 바 있는 실용신안공개 1998-0009372(1998.04.30공개)는, 산소통의 산소를 공급/차단하는 밸브와, 동전이나 지폐를 투입받아 계수하는 동전.지폐 투입장치와, 그 동전.지폐 투입장치에서계수되는 금액을 정해진 비율에 따른 시간으로 환산하여 상기 밸브를 제어하고 전체 시스템을 제어하는 제어장치와, 그 제어장치의 제어에 의해 금액 및 환산된 시간과 동작상태 등을 표시하는 표시부와, 공급되는 산소를 사용자가 호흡할 수 있게 하는 산소 마스크 또는 흡입튜브와, 동전이나 지폐 투입후 산소 공급을 작동시키기 위한 시작버튼으로 구성되어 있다.

이와 함께 또 하나의 산소자동판매기인 등록실용신안 제231281호(2001.07.28 공고)의 경우에는 백화점이나 휴게실, 공원, 도로 등에 설치되며, 산소가 저장되어 있는 산소통을 구비하고 있는 판매기 본체와, 상기 판매기 본체의 전면에 구비된 동전 투입구와, 상기 동전 투입구를 통해 투입한 동전을 반환하기 위해 조작하는 반환레버와, 상기 반환레버의 조작에 따라 상기 동전 투입구로 투입된 동전이 반환되는 동전 반환구와, 상기 동전 투입구를 통해 투입한 금액을 표시하는 금액 표시부와, 상기 동전 투입구를 통해 투입한 금액 만큼의 산소 공급이 가능한 잔여시간을 표시하는 시간 표시부와, 상기 판매기 본체에 설치되며 산소의 공급량을 조절하기 위한 유량조절기 및 산소의 농도 등을 조절하기 위한 모드조절기로 구성된다.

그러나 위와 같은 종래의 고안들은 동전을 넣으면 넣은 금액을 디스플레이하면서 그 금액 만큼의 산소를 산소통에서 배출하는 전형적인 작동시스템으로 이루어져 있다. 그래서 산소가 충진된 산소통을 필요로 하며 산소통 내의 산소가 다 배출되면 새로운 산소통으로 갈아끼우기 전에는 사용할 수 없게 된다.

환자 또는 노약자가 있는 공간에서는 신선한 산소의 공급 필요성이 항상 있으므로 산소통을 관리자가 알아서 갈아끼우는 형태의 자동판매기는 바람직하지 않다. 뿐만 아니라 밀폐된 장소, 예컨대 차량 내부, 지하철과 같은 공공의 건물이나 지하시설 등에서는 오염이 쉽게 이루어질 수 있으며 나아가 화재로 인한 유독가스의 발생 우려가 높은 공간이기 때문에 산소농도가 급격히 떨어지는 비상시에는 산소의 공급을 필요로 하지만 실질적으로 이러한 산소의 공급장치는 없는 것이 현실이다.

만일의 경우 위와 같은 고안의 산소자동판매기를 설치하였다고 가정하더라도 산소통의 1회 용량에만 의존할 수밖에 없으므로 많은 수요를 충족시키지 못하게 되며, 공공시설 내에서 위급한 상황이 벌어졌을 때에 동전이나 카드가 없으면 산소를 공급받을 수 없으므로 무용지물에 불과한 것이다. 뿐만 아니라, 산소가 산소자동판매기에서만 산소 마스크 또는 흡입 튜브를 통해 배출되기 때문에 다른 장소나 이동 중에 사용할 수 없다는 문제점도 있는 것이다.

본 고안의 목적은 산소를 생성시키는 시스템으로 구성하여 산소가 필요할 때 언제나 공급되도록 하며, 밀폐된 차량 내부나 지하철과 같은 밀폐된 공공시설에서 오염이나 화재로 인한 유독가스의 발생이 일어날 때 누구나 무료로 사용할 수 있도록 하고, 산소를 캔에 담아 다른 장소나 이동 중에도 흡입할 수 있도록 하는데 있는 것이다.

도 1은 고안에 따른 산소 자동판매기 작동시스템의 구성도.

도 2는 본 고안의 작동과정을 설명하는 플로우챠트.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1:산소발생기, 2:저장탱크, 3:제1전자밸브, 4:제1필터, 5:제2필터, 6:제2전 자밸브, 7:흡입마스크, 8:자동개폐기, 9:적외선살균기, 10:캔충전기, 11:캔개폐기, 12:캔저장고, 13:캔배출구, 14:모드선택스위치, 15:전자제어유니트, 16:동전식별기, 17:산소센서

본 고안은 상기 목적을 달성하기 위하여, 모드선택스위치로부터 캔배출모드 선택시 캔개폐기가 작동하여 캔저장고에 수용된 캔을 캔배출구로 배출하는 캔배출수단과; 모드선택스위치로부터 호흡모드 선택시 제1전자밸브가 작동하여 산소발생기로부터 생성되고 저장탱크에 저장되어 있는 산소를 자동개폐기의 흡입마스크를 통해 외부로 토출하는 산소토출수단과; 모드선택스위치로부터 캔충진모드 선택시 제2전자밸브가 작동하고, 캔이 캔충전기에 결합되면 상기 저장탱크의 산소를 상기 캔충전기로 공급하는 캔충진수단; 그리고, 외부의 산소농도를 감지하는 산소센서를 구비하고, 산소센서의 입력치가 설정치 이상이며 동전의 투입이 감지되면 상기 모드선택스위치로부터 선택된 각 모드에 따라 상기 캔개폐기와 제1전자밸브와 제2전자밸브 및 자동개폐기를 선택적으로 개방시키며, 상기 산소센서의 입력치가 설정치 이하이면 동전의 투입여부와 관계없이 상기 모드선택스위치의 선택 모드에 따라 산소를 출력하는 전자제어유니트;를 갖춘 것이다.

본 고안은 상기와 같은 구성에 따라, 산소센서에서 입력되는 입력치가 설정치 이상인 상태에서 사용자가 동전을 투입하고 모드선택스위치의 호흡모드를 선택하면 제1전자밸브가 작동하고 자동개폐기가 개방되어 흡입마스크를 통해 토출되는 산소를 호흡할 수 있다.

산소캔이 필요할 때에 모드선택스위치의 캔충진모드를 선택하면 제2전자밸브가 작동하여 캔충전기를 통해 캔에 산소를 충진할 수 있다. 소지한 캔이 없을 때에는 모드선택스위치의 캔충진모드를 선택하기 전에 캔배출모드를 선택하여 캔개폐기를 작동시키면 캔이 배출된다.

이하, 본 고안의 실시예를 첨부된 도면에 의하여 설명한다.

먼저, 캔배출수단과 산소토출수단 및 캔충진수단의 구성요소에 대하여 설명한다. 캔배출수단의 구성요소는 캔저장고(12)와 캔개폐기(11) 및 캔배출구(13)로 이루어져 있다.

캔저장고(12)는 내용물이 없는 다수개의 캔을 저장하는 곳이고, 캔개폐기(11)는 전자제어유니트(15)의 출력에 의하여 개방된다. 캔개폐기(11)가 개방되면 캔저장고(12) 내에 있는 하나의 캔이 캔배출구(13)로 보내져 사용자가 캔배출구(13)를 통해 하나의 캔을 꺼낼 수 있다.

산소토출수단의 구성요소는 산소발생기(1), 저장탱크(2), 제1전자밸브(3), 제1필터(4), 자동개폐기(8), 흡입마스크(7)로 이루어져 있다.

산소발생기(1)는 산소를 발생시키며 저장탱크(2)는 산소발생기(1)에서 생성되는 산소를 일정 압력으로 저장한다. 제1전자밸브(3)는 전자제어유니트(15)의 출력에 따라 개방되며 제1전자밸브(3)가 일정시간 동안 개방되면 저장탱크(2)에 저장된 산소가 제1전자밸브(3)의 출구에 설치된 제1필터(4)에서 여과된 후 자동개폐기 (8)로 보내진다.

전자제어유니트(15)의 출력에 따라 개방되는 자동개폐기(8) 내에는 여러 개의 흡입마스크(7)가 설치되어 있다. 이 흡입마스크(7)는 사용자가 잡아당겨 입에 대고 상기 제1필터(4)에서 보내지는 산소를 호흡할 수 있는 것이다.

자동개폐기(8) 내에는 적외선살균기(9)를 포함하고 있다. 적외선살균기(9)는 사용자가 흡입마스크(7)를 사용하지 않는 동안에만 점등되어 흡입마스크(7)를 살균하는 기능을 수행한다.

캔충진수단의 구성요소는 산소발생기(1), 저장탱크(2), 제2전자밸브(6), 제2필터(5), 캔충전기(10)로 이루어져 있다.

산소발생기(1)와 저장탱크(2)까지는 상기한 산소토출수단과 공유한다. 제2전자밸브(6)는 전자제어유니트(15)의 출력에 따라 일정시간 동안 개방되며 제2전자밸브(6)가 개방되면 저장탱크(2)에 저장된 산소가 제2전자밸브(6)의 출구에 설치된 제2필터(5)에서 여과된 후 캔충전기(10)로 보내진다.

캔충전기(10)는 상기한 캔배출수단의 캔배출구(13)를 통해 얻어진 캔이 정상적으로 결합되었을 때 상기 제2필터(5)를 통해 토출되는 산소를 캔 내에 충진한다. 캔충전기(10)에는 적어도 캔으로 누르면 캔에 산소를 충진시킬 수 있는 노즐이 설치되어 있으며, 제2전자밸브(6)를 통해 토출되는 토출압 만큼의 압력으로 충진된 다. 이미 사용한 캔을 재활용하는 경우에도 이러한 충진 압력은 동일하게 적용되기 때문이다. 만일, 캔 내에 산소가 소량 남아 있다고 하더라도 캔에는 산소가 일정압으로 충진되기 때문에 정량에서 모자라는 그 나머지 양만큼만 채워지는 셈이다.

위와 같은 수단들 이외의 구성요소는 동전식별기(16), 모드선택스위치(14), 전자제어유니트(15), 그리고 산소센서(17)이다. 동전식별기(16)는 설정된 금액 만큼의 동전이 투입되었는가를 판단하여 디스플레이하는 동시에 전자제어유니트(15)에 신호를 출력하는 것으로, 이 부분의 구성은 선행기술에 의한 공지 내지 관용기술에 속하는 사항이므로 그 설명을 생략한다.

모드선택스위치(14)는 캔배출모드와 호흡모드 및 캔충진모드를 선택할 수 있도록 구성되어 있다. 이러한 모드선택스위치(14)의 입력신호는 전자제어유니트(15)에서 검지된다.

상기 전자제어유니트(15)는 동전식별기(16)와 모드선택스위치(14) 및 산소센서(17)의 입력신호를 검지한 후 캔개폐기(11)와 제1전자밸브(3)와 제2전자밸브(6) 및 자동개폐기(8)에 각각 출력한다. 전자제어유니트(15)가 동전식별기(16)와 모드선택스위치(14) 및 산소센서(17)의 입력신호를 검지 여부와 관계없이 입출력을 하는 것은 산소발생기(1)라고 할 수 있다.

저장탱크(2)에는 산소가 항상 일정한 압력으로 채워져 있어야 하기 때문에 저장탱크(2)의 압력이 설정치 이하로 떨어지면 이를 감지한 전자제어유니트(15)는 산소발생기(1)를 작동시켜 저장탱크(2)에 일정압의 산소가 저장되도록 한다.

산소센서(17)는 외부의 산소농도가 일정치 이하일 때 그 신호를 전자제어유니트(15)에 출력하게 된다. 산소농도가 일정치 이하라는 말은 산소가 희박하여 사람이 호흡에 어려움을 겪는 비정상적인 상태를 말하는 것으로, 심각한 공기 오염이나 화재 등의 사고 발생시에 일어날 수 있는 일이다.

전자제어유니트(15)는 외부의 산소농도가 정상일 때 동전을 설정치 만큼 넣으면 모드선택스위치(14)의 입력신호에 따라 캔개폐기(11)와 제1전자밸브(3)와 제2전자밸브(6) 및 자동개폐기(8)에 일정 시간 출력한다. 외부의 산소농도가 정상이 아닌 경우, 즉 산소센서(17)의 신호가 설정치 이하로 검지되는 경우에는 동전식별기(16)의 입력신호에 관계없이 모드선택스위치(14)의 입력신호만으로 캔개폐기(11)와 제1전자밸브(3)와 제2전자밸브(6) 및 자동개폐기(8)에 출력한다.

도 2는 그 흐름도를 나타낸 것이다. 이에 의하면, 먼저 산소센서(17)가 작동한다(S101). 이러한 산소센서(17)의 입력신호를 감지하는 전자제어유니트(15)는 산소농도가 설정치 이상인가를 판단한다(S102). 산소농도가 설정치 이상인 경우에는 동전식별기(16)에 의한 동전 투입이 제대로 이루어졌는가를 판단하게 된다(S103).

그러나 산소농도가 설정치 이하인 경우, 즉 외부의 산소농도가 위험수준에 이를 때에는 스탭103(S103)을 거치지 않고 동전 투입여부와 관계없이 S104 단계로 넘어간다. 산소농도가 설정치 이상이면서 동시에 동전 투입이 제대로 이루어지지 않았으면 제대로 이루어질 때까지 계속 판단하고, 제대로 이루어겼으면 모드선택스위치(14)에 의한 호흡모드의 선택이 있었는가를 판단한다(S104). 호흡모드를 선택한 경우에는 제1전자밸브(3)를 작동시키고(S105), 호흡모드를 선택하지 아니한 경우에는 모드선택스위치(14)에 의한 캔충진모드가 선택되었는가를 판단한다(S106).

상기 S106 단계의 판단에서 캔충진모드가 선택되었을 때에는 제2전자밸브(6)를 작동시키고(S107), 캔충진모드가 선택되지 아니하였다면 모드선택스위치(14)에 의한 캔배출모드가 선택되었는가를 판단한다(S108). 캔배출모드 선택단계인 S108 단계에서 캔배출모드가 선택되었다면 캔개폐기(11)를 작동시키고(S109), 캔배출모드를 선택하지 아니하였다면 S106 단계로 다시 넘어가게 된다.

상기 S105 단계에서 제1전자밸브(3)가 작동된 후에는 자동개폐기(8)가 작동된다(S110). 이렇게 제1전자밸브(3)가 작동된 후에 자동개폐기(8)가 작동되면 사용자가 자동개폐기(8) 내의 흡입마스크(7)를 꺼내어(설계상으로는 잡아당기는 방식이 바람직하다) 코에 대고 저장탱크(2)에서 공급되며 제1필터(4)에 의하여 여과된 산소를 흡입하면 된다. S110 단계를 마치면 S102 단계로 복귀한다.

상기 S107 단계에서 제2전자밸브(6)가 작동되면 사용자가 캔을 캔충전기(10)에 대고 저장탱크(2)에서 일정압으로 토출되며 제2필터(5)에 의하여 여과된 산소를 충진하게 된다. 이러한 S107 단계를 마치면 S102 단계로 복귀한다.

그런데 S106에서 S107까지의 단계는 사용자가 캔을 확보하고 있을 때에만 가능한 것이다. 그러므로 캔이 확보되지 않은 경우에는 먼저 S108에서 S109까지의 단계를 밟아 캔배출구(13)를 통해 캔을 얻은 후, S106에서 S107가지의 단계를 후속적으로 밟으면 되는 것이다.

이와 같은 본 고안은 어느 장소에서나 설치가 가능하고, 산소통의 교환이 필요 없이 산소발생기에서 연속적으로 발생시키는 산소를 이용하여 누구나 손쉽게 산소를 공급받아 마실 수 있으며 환자 및 노약자는 물론 밀폐되거나 공기가 오염된 장소에서 개인의 산소공급수단으로 이용할 수 있다.

또, 산소를 자동판매기에서 직접 호흡할 수도 있지만 캔을 이용하여 저장하면 휴대할 수 있어서 다른 장소나 이동 중에도 사용할 수 있어서 그 편리성을 증대시키게 된다. 특히, 지하철과 같이 공기의 흐름이 나쁜 공공시설에서는 공기 오염이나 화재 발생시에 산소를 무료로 무제한 흡입할 수 있으므로 공공의 안전에 기여하게 된다.

Claims (3)

1. 캔배출모드와 호흡모드 및 캔충진모드로 이루어지는 모드선택스위치를 포함하며;

   상기 모드선택스위치로부터 캔배출모드 선택시 캔개폐기가 작동하여 캔저장고에 수용된 캔을 캔배출구로 배출하는 캔배출수단과;

   모드선택스위치로부터 호흡모드 선택시 제1전자밸브가 작동하여 산소발생기로부터 생성되고 저장탱크에 저장되어 있는 산소를 자동개폐기의 흡입마스크를 통해 외부로 토출하는 산소토출수단과;

   모드선택스위치로부터 캔충진모드 선택시 제2전자밸브가 작동하고, 캔이 캔충전기에 결합되면 상기 저장탱크의 산소를 상기 캔충전기로 공급하는 캔충진수단;

   그리고, 외부의 산소농도를 감지하는 산소센서; 및

   상기 산소센서의 입력치가 설정치 이상이며 동전의 투입이 감지되면 상기 모드선택스위치로부터 선택된 각 모드에 따라 상기 캔개폐기와 제1전자밸브와 제2전자밸브 및 자동개폐기를 선택적으로 개방시키며, 상기 산소센서의 입력치가 설정치 이하이면 동전의 투입여부와 관계없이 상기 모드선택스위치의 선택 모드에 따라 산소를 출력하는 전자제어유니트;를 갖춘 것을 특징으로 하는 산소 자동판매기 작동시스템.
2. 제1항에 있어서,

   상기 자동개폐기 내에는 사용자가 흡입마스크를 사용하지 않는 동안에만 점등되어 흡입마스크를 살균하는 적외선살균기가 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 산소 자동판매기 작동시스템.
3. 제1항에 있어서,

   상기 제1전자밸브와 제2전자밸브의 출구에는 산소를 여과시킬 수 있는 제1필터와 제2필터를 각각 설치한 것을 특징으로 하는 산소 자동판매기 작동시스템.